某淺層邊坡的加固變更專項(xiàng)方案設(shè)計(jì)

張 偉 景

(廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510635)

1 工程概述

邊坡滑坡位于廣東省仁化(湘粵界)至博羅公路，新豐—博羅段K438+320～K438+890右側(cè)，長為570 m，最大坡高27 m。線路走向和邊坡傾向分別為150°和60°。施工圖設(shè)計(jì)階段，距K438+440右54 m附近有一高壓線塔，距路塹塹頂最近約10 m?，F(xiàn)電網(wǎng)改造，原電塔將拆除廢棄，新電塔位于K438+510右160 m。

原設(shè)計(jì)由于K438+440右54 m附近有一高壓線塔，設(shè)計(jì)采用收陡邊坡坡率，采用錨桿錨索強(qiáng)加固坡面。

2 原設(shè)計(jì)情況及滑坡情況分析

2.1 原設(shè)計(jì)各級(jí)坡率

K438+320～K438+670段：一、二級(jí)：坡高10 m，坡率為1∶0.75；三級(jí)：坡高不等，坡率為1∶1.00；各級(jí)平臺(tái)寬2 m。K438+670～K438+890段：坡高12 m，坡率為1∶1.00。

2.2 原設(shè)計(jì)加固措施

一級(jí)：K438+406.5～K438+652.5段采用4排GFRP錨桿格梁加固，錨桿長8 m，格梁內(nèi)6 cm客土噴播防護(hù)。其余坡面采用6 cm客土噴播防護(hù)。K438+670～K438+860段全坡面采用人字形骨架+三維網(wǎng)植草。

二級(jí)：K438+415.5～K438+478.5,K438+500.5～K438+646.5段采用2排～3排預(yù)應(yīng)力錨索框梁加固，錨索長20 m，錨固段長10 m，梁內(nèi)6 cm客土噴播防護(hù)。

三級(jí)：K438+670～K438+890段全坡面采用人字形骨架+三維網(wǎng)植草。

2.3 滑坡情況及原因

滑坡屬小型淺層滑坡，發(fā)育于K438+500～K438+650右20 m～40 m處，滑坡的發(fā)生時(shí)間為2017年3月～6月，其平面形態(tài)呈近似“三角形”，見圖1，滑坡體的物質(zhì)組成主要為坡積、殘積物(以坡積物為主)，由砂巖、泥巖巖塊和殘積粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土組成，土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，呈飽水軟塑狀態(tài)。滑坡發(fā)生時(shí)伴隨著小型崩塌，發(fā)育于K438+730右20 m處，崩塌的發(fā)生時(shí)間為2017年3月～6月，崩塌體物質(zhì)成分主要為殘坡積物、強(qiáng)風(fēng)化碎巖塊、雜草和樹等，其中碎巖塊巖性為土黃色薄層狀泥巖、頁巖，其中多含有碎石塊，磨圓差，土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，呈飽水軟塑狀態(tài)。

該路段地處低緩丘陵，地形起伏較大，坡體地面標(biāo)高約108 m～147 m，自然坡角最大約30°，邊坡主要包括殘積土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和泥巖等，其結(jié)構(gòu)松散，局部粘粒含量高，連續(xù)降雨條件下，土體飽和，凝聚力顯著降低，可能導(dǎo)致邊坡變形、失穩(wěn)，復(fù)雜定性及不良土質(zhì)時(shí)滑坡發(fā)生的內(nèi)在原因；山腳為路塹邊坡，由于人類工程活動(dòng)影響，局部開挖邊坡形成了削坡地形，坡面植被稀少，長期受雨水和坡面匯水的沖刷、侵蝕，同時(shí)因?yàn)殚_挖坡腳土導(dǎo)致整體坡穩(wěn)定性下降，是造成此次滑坡的不可缺少的外在因素；調(diào)查了氣象資料，近期來原設(shè)計(jì)加固區(qū)連續(xù)降雨，雨水軟化侵蝕坡面巖土體，降低了坡體物質(zhì)的粘聚力，降雨成了誘發(fā)滑坡的直接因素。再加上，原設(shè)計(jì)考慮滑坡因素有所欠缺，所采取的加固措施不能有效抑制滑坡形成。這四種因素共同作用，最終造成了此次滑坡現(xiàn)象滑坡。

3 采取的邊坡加固變更方案

重新全面地調(diào)查邊坡地質(zhì)情況，當(dāng)?shù)貧夂驐l件等，結(jié)合地勘鉆孔及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)繪，對(duì)本段邊坡重新進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，見圖2，為提高加固等級(jí)，采用部分卸載和抗滑樁等加固的方案，即：將坡體滑塌部分清除完畢，對(duì)整坡進(jìn)行放緩，在第二級(jí)頂設(shè)4 m寬平臺(tái)，并在二級(jí)平臺(tái)設(shè)抗滑圓樁加固，同時(shí)一級(jí)坡采用錨索錨桿加固，至于二級(jí)，三級(jí)邊坡，則采用錨索錨桿加固，最后四級(jí)釆用錨桿加固，新建鐵塔下方設(shè)置鋼花管注漿加固。并對(duì)滑坡周界裂縫及滑坡體上的裂縫采用三七灰土回填夯實(shí)處理以減少地表水下滲，同時(shí)做好排水工作。

3.1 Ⅰ區(qū)(K438+320～K438+450段)

一級(jí)～四級(jí)坡的坡率均為1∶1.25。各級(jí)坡高8 m，總邊坡高為29.6 m。

1)一級(jí)邊坡：在K438+394～K438+450段使用雙排預(yù)應(yīng)力錨索框梁加固的方式，其中框梁尺寸50 cm×50 cm，錨索長度30 m。

2)二級(jí)邊坡：在K438+408～K438+450段同樣使用雙排預(yù)應(yīng)力錨索框梁加固的方式，錨索長30 m。

3)三級(jí)邊坡：在K438+414～K438+450段同一、二級(jí)邊坡采用雙排預(yù)應(yīng)力錨索框梁加固，錨索長度34 m。

4)四級(jí)邊坡：在K438+432～K438+450段使用雙排錨桿格梁加固的方式，錨桿長11.5 m。

3.2 Ⅱ區(qū)(K438+450～K438+670段)

除了第一級(jí)邊坡坡率1∶1.00，二級(jí)～四級(jí)邊坡坡率均為1∶1.25；第二級(jí)設(shè)4 m寬平臺(tái)。各級(jí)邊坡高為8 m，總邊坡高為33.9 m。

1)一級(jí)邊坡：在K438+451～K438+669段使用3排錨桿格梁加固的方式，錨桿長11.5 m；同時(shí)設(shè)置斜孔排水，布置間距6 m。

2)二級(jí)邊坡：在K438+451～K438+667段同一級(jí)邊坡采用3排錨桿格梁加固，錨桿長為11.5 m。

在K438+451～K438+669段的二級(jí)平臺(tái)處設(shè)錨索抗滑圓樁。其范圍內(nèi)的K438+490～K438+590(Z8～Z29)段間距為4.5 m，樁長32 m，樁徑2.5 m，共布設(shè)22根，錨索抗滑樁樁頂設(shè)一根錨索，長40 m，樁頭設(shè)1 m高系梁，系梁尺寸為2.5 m×1.0 m；K438+450～K438+490(Z1～Z7),K438+590～K438+653(Z30～Z40)段間距6 m，樁長24 m，樁徑2 m，共布設(shè)18根，錨索抗滑樁樁頂設(shè)一根錨索，長40 m，樁頭設(shè)1 m高系梁，系梁尺寸為2.0 m×1.0 m。

3)三級(jí)邊坡:在K438+451～K438+652段同一、二級(jí)邊坡采用3排錨桿格梁加固，錨桿長15 m；并設(shè)置斜孔排水，其間距為6 m。

4)四級(jí)邊坡:分為三段，即K438+432～K438+468段、K438+503～K438+551段和K438+609～K438+648段，采用2排～5排錨桿格梁加固的方式，其中錨桿長11.5 m。

5)在開口線外28 m處的100 m范圍內(nèi)采用雙排φ100鋼錨管，其長22 m，間距1.5×1.0 m，共134根。新電塔下邊坡16處60 m采用2排φ100鋼錨管，長20 m，間距1.5×1.0 m，共76根。錨桿鉆孔直徑130 mm，錨桿采用φ32 mm的HRB400鋼筋。采用一次注漿的方式，選擇M30的水泥砂漿，而且注漿壓力不小于0.6 MPa。預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔直徑φ150 mm，采用高強(qiáng)度且低松弛的普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線編制的錨索體，其中鋼絞線直徑15.2 mm，標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度為1 860 MPa。錨固段長10 m，所采用的4束錨索的設(shè)計(jì)張拉力為400 kN，鎖定拉力為480 kN；5束錨索設(shè)計(jì)張拉力500 kN，鎖定拉力為600 kN；6束錨索設(shè)計(jì)張拉力600 kN，鎖定拉力為720 kN；同樣采用一次注漿的方式，水泥砂漿的灌注強(qiáng)度為M30，而注漿壓力則不小于1.0 MPa。錨桿格梁截面尺寸0.3 m×0.3 m，錨索框梁截面尺寸0.5 m×0.5 m，均采用C25混凝土澆筑。

3.3 Ⅲ區(qū)(K438+670～K438+890段)

第一、二級(jí)邊坡坡率1∶1.00。各級(jí)邊坡高8 m，總邊坡高14.8 m。

1)一級(jí)邊坡：在K438+670～K438+815段使用1排～2排預(yù)應(yīng)力錨索框梁進(jìn)行加固，其中框梁尺寸50 cm×50 cm，錨索長26 m。

2)二級(jí)邊坡：在K438+676～K438+712段和K438+761～K438+803段同樣采用1排～2排預(yù)應(yīng)力錨索框梁進(jìn)行加固，其中錨索長32 m。

3.4 排水設(shè)計(jì)

1)坡表排水：邊坡外設(shè)置兩道塹頂截水溝，第一道位于開口線外3 m處，外側(cè)道最高點(diǎn)外包鋼錨管注漿處，兩道截水溝與道路排水系統(tǒng)連接，不得將排水散排至山體上。平臺(tái)截水溝及急流槽采用C20混凝土現(xiàn)澆。

2)深層排水：第一、三級(jí)框格梁范圍段設(shè)置排水斜孔，孔徑130 mm，間距6 m，孔深20 m。排水孔填充硬式透水管(φ110 mm)，內(nèi)端頭用透水土工布包裹。

3)臨時(shí)排水：在二級(jí)平臺(tái)抗滑樁前6 m，臨時(shí)反壓體處增設(shè)臨時(shí)排水溝用于排放抗滑樁施工泥漿污水。臨時(shí)排水溝截面尺寸為60 cm×60 cm，壁厚20 cm。臨時(shí)排水溝采用C20混凝土預(yù)制塊砌筑，M7.5水泥砂漿抹面。

4 施工工序

4.1 整體工序

K438+320～K438+890右側(cè)邊坡滑坡處治施工順序均按自高往低、分級(jí)開挖分級(jí)防護(hù)的順序進(jìn)行，嚴(yán)格做到開挖一級(jí)，驗(yàn)收一級(jí)，防護(hù)一級(jí)，防止邊坡被雨水沖刷。作業(yè)順序分如下述。

1)坡頂施工。

沿山體展線將施工便道拉伸至第四級(jí)坡頂，先行砌筑坡頂截水溝；同步進(jìn)行新電塔下邊坡16處60 m范圍2排φ100鋼錨管，共76根。開口線外28 m處100 m范圍2排φ100鋼錨管，共134根。

2)第四級(jí)邊坡施工。

坡頂施工完成后，對(duì)第四級(jí)邊坡進(jìn)行開挖卸載，先對(duì)地質(zhì)較好處坡面進(jìn)行開挖，逐步推進(jìn)。應(yīng)因地制宜，根據(jù)不同開挖條件，采取橫挖法、縱挖法或混合式開挖法，邊坡不穩(wěn)定地段采取間隔分段、分層的施工方法。同步施工K438+432～K438+468段、K438+503～K438+551段以及K438+609～K438+648段，采用2排～5排錨桿格梁加固，并進(jìn)行第四級(jí)邊坡排水、綠化及第三級(jí)平臺(tái)施工。

3)第三級(jí)邊坡施工。

第四級(jí)邊坡施工完成后，對(duì)第三級(jí)邊坡進(jìn)行開挖卸載，先進(jìn)行二級(jí)平臺(tái)處的K438+451～K438+669段的施工，采用2 m樁徑的錨索抗滑圓樁，共40根。并且同時(shí)對(duì)K438+408～K438+450段進(jìn)行施工，采用雙排預(yù)應(yīng)力錨索框梁的方式。K438+451～K438+652段3排錨桿格梁，設(shè)斜孔排水；再進(jìn)行第三級(jí)邊坡排水、綠化及第二級(jí)平臺(tái)施工。

4)第二級(jí)邊坡施工。

第三級(jí)邊坡施工完成后，對(duì)第二級(jí)邊坡進(jìn)行開挖卸載，同步施工K438+408～K438+450段2排預(yù)應(yīng)力錨索框梁；K438+676～K438+712段、K438+761～K438+803段1排～2排預(yù)應(yīng)力錨索框梁；K438+451～K438+667段3排錨桿格梁；再進(jìn)行第二級(jí)邊坡排水、綠化及第一級(jí)平臺(tái)施工。

5)第一級(jí)邊坡施工。

第二級(jí)邊坡施工完成后，對(duì)第一級(jí)邊坡進(jìn)行開挖卸載，同步施工K438+394～K438+450段2排預(yù)應(yīng)力錨索框梁；K438+670～K438+815段1排～2排預(yù)應(yīng)力錨索框梁；K438+451～K438+669段3排錨桿格梁設(shè)斜孔排水；再進(jìn)行第一級(jí)邊坡排水、綠化及路槽修整。

4.2 施工主要工序

4.2.1截水溝施工工序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→基坑開挖→砌體砌筑→勾縫→養(yǎng)護(hù)→回填基坑→檢查驗(yàn)收。

4.2.2邊坡開挖工序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→清表→業(yè)主、監(jiān)理及施工單位踏勘調(diào)查→坡頂截水溝→邊坡開挖。

4.2.3抗滑樁施工工序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣與控制→制作和埋填護(hù)筒→泥漿制備→鉆孔→清孔→制作及吊裝鋼筋籠→灌注水下混凝土→樁頭破除→樁基檢測(cè)。

4.2.4鋼錨管施工工序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣與控制→鉆孔→清孔→鋼錨管入孔→封孔→注漿→清洗注漿管及密封蓋→檢查驗(yàn)收。

4.2.5錨桿及鋼筋混凝土格梁施工工序

錨桿：施工準(zhǔn)備→錨桿抗拉拔試驗(yàn)→腳手架搭設(shè)→鉆孔→清孔→入錨→注漿→清洗注漿管及密封蓋→檢查驗(yàn)收。

鋼筋混凝土格梁：施工準(zhǔn)備→放線定位→基底處理→支?！壴摻睢鷿矒v混凝土→拆模養(yǎng)護(hù)→檢查驗(yàn)收。

5 邊坡監(jiān)測(cè)

為達(dá)到信息化施工、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的目的，需要對(duì)邊坡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以指導(dǎo)施工過程。監(jiān)測(cè)方法分為地表位移監(jiān)測(cè)以及人工巡視。

1)地表位移監(jiān)測(cè)：主要監(jiān)測(cè)邊坡地表的平面位移、沉降及變形速率，檢測(cè)點(diǎn)布置在各級(jí)邊坡平臺(tái)上，每級(jí)平臺(tái)布置3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，布置于邊坡前后緣、裂縫和地質(zhì)分界線等特征位置，體現(xiàn)“突出重點(diǎn)，兼顧全面”的技術(shù)理念。

2)人工巡視：主要檢查坡頂坡面坡腳的裂縫及變形、檢查各層邊坡因爆破開挖后巖體卸荷松動(dòng)及變形狀況和檢查邊坡滲水情況，一般2周1次，雨期加強(qiáng)檢測(cè)。

6 結(jié)語

原設(shè)計(jì)的加固的邊坡出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)查分析找出了滑坡原因。重新進(jìn)行的邊坡加固變更專項(xiàng)方案考慮了地形復(fù)雜、土層軟弱的情況，同時(shí)還考慮了多雨、暴雨氣候影響及人工開挖后導(dǎo)致的邊坡穩(wěn)定性降低的情況，提高邊坡加固等級(jí)，采取了分區(qū)設(shè)計(jì)、整坡放緩及舍棄人形骨架加固材料而普遍采用錨桿等加固性能好的材料，嚴(yán)格按施工工序施工，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，將滑坡災(zāi)害的可能性降到最低。